DOI： 10.3969/j.issn.1000-8071.2025.01.041

摘 要：小麥赤霉病是一種嚴(yán)重威脅小麥生產(chǎn)的病害，由真菌引起，影響小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。本研究主要探討小麥赤霉病的致害規(guī)律及其化學(xué)防治新藥劑的開發(fā)與應(yīng)用。通過系統(tǒng)分析赤霉病的生物學(xué)特性和當(dāng)前的防治方法，提出了幾種新的化學(xué)藥劑，并測試了這些藥劑的防治效果和作物安全性。研究旨在為小麥赤霉病的有效控制提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，從而提高小麥產(chǎn)量和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：小麥；赤霉病；化學(xué)防治；新藥劑；病害管理

近年來，赤霉病在小麥生長發(fā)育過程中呈現(xiàn)出危害程度逐年加重態(tài)勢，發(fā)病次數(shù)多、概率大。據(jù)統(tǒng)計，赤霉病的高發(fā)對小麥產(chǎn)量的影響嚴(yán)重，最高減產(chǎn)45%[1]。小麥赤霉病是一種嚴(yán)重的植物病害，嚴(yán)重影響小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。為有效控制此病害，本研究旨在探索赤霉病的致害規(guī)律，并開發(fā)新型化學(xué)藥劑進行防治。一方面，我們深入分析了赤霉病的致病機理，包括病原菌的侵染過程、生物學(xué)循環(huán)及環(huán)境影響因素。另一方面，對比分析了現(xiàn)有的化學(xué)與生物防治方法，評估了它們的效果與局限性?；谶@些分析，研發(fā)了幾種新型化學(xué)藥劑，并通過實驗室和田間實驗驗證了它們的效果和安全性。

1赤霉病的致害機理

1.1 病原菌侵染過程與病理特征

赤霉病的病原菌主要通過孢子傳播，孢子在適宜的濕度和溫度條件下萌發(fā)，侵入小麥植株。侵染過程開始于病原菌對宿主表皮的附著，隨后通過形成感染結(jié)構(gòu)，如附著器和侵染管，穿透植物表皮進入內(nèi)部組織。此后，病原菌在植物組織內(nèi)擴展，通過產(chǎn)生各種細胞外酶破壞宿主細胞的結(jié)構(gòu)，吸取養(yǎng)分支持其生長與繁殖。這一過程伴隨著病理特征的顯現(xiàn)，包括葉片出現(xiàn)水漬狀斑點，逐漸擴展成為不規(guī)則的死亡組織。隨著病情的發(fā)展，受感染的小麥穗會出現(xiàn)明顯的赤霉病癥狀，如粒穗變色、畸形和質(zhì)量下降，嚴(yán)重影響小麥的產(chǎn)量和品質(zhì)。

1.2 赤霉病的生物學(xué)循環(huán)及傳播方式

赤霉病的生物學(xué)循環(huán)復(fù)雜，涉及多種傳播和繁殖方式。病原菌在自然條件下主要通過風(fēng)帶動孢子完成傳播。孢子在適宜的環(huán)境條件下可迅速萌發(fā)，隨后，他們會侵染新的宿主植物，完成一次生活周期。除風(fēng)傳外，病原菌還可以通過受感染的種子和殘留作物殘體傳播，這種傳播方式使得病害在農(nóng)田間年復(fù)一年地流行成為可能[2]。在田間，病原菌可以形成長期的土傳休眠菌絲體或孢子體，待條件合適時再次發(fā)病。這種生物學(xué)循環(huán)的研究不僅展示了赤霉病的生態(tài)特性和流行規(guī)律，還為制定有效的病害管理策略提供了科學(xué)依據(jù)。掌握病害循環(huán)的各個環(huán)節(jié)，有助于開發(fā)中斷傳播鏈的方法，減少病害的發(fā)生和傳播。

1.3 環(huán)境因素對赤霉病發(fā)展的影響

環(huán)境因素在赤霉病發(fā)展過程中起著決定性作用。溫度、濕度和光照等因素直接影響病原菌的生長、繁殖和侵染能力。研究表明，溫暖濕潤的氣候條件是赤霉病高發(fā)的重要環(huán)境因素。在這種條件下，孢子的產(chǎn)生和散布更為頻繁，侵染效率也顯著提高。田間管理措施，如灌溉和施肥，也會影響赤霉病的發(fā)生和發(fā)展，不當(dāng)?shù)奶镩g水管理可能導(dǎo)致田間濕度增高，為病原菌的生長提供有利條件。光照強度的變化也會影響植物體的抗病性，間接影響赤霉病的發(fā)展。調(diào)整田間管理措施，優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)和環(huán)境條件，是控制赤霉病發(fā)展的有效手段。了解這些環(huán)境因素對赤霉病的具體影響，可以幫助農(nóng)民和研究者更好地預(yù)測病害發(fā)生和發(fā)展趨勢，及時采取防控措施，減輕病害帶來的損失。

2現(xiàn)有防治方法分析

2.1 常用化學(xué)藥劑的效果與局限

在赤霉病的防控中，化學(xué)藥劑的應(yīng)用一直是主流方法之一。這些藥劑通常包括廣譜殺菌劑，它們能迅速降低田間病害的嚴(yán)重程度，并延緩病情的發(fā)展。例如，三唑類和苯酰胺類化合物因其抑制病原真菌細胞膜合成的能力而被廣泛使用。然而，化學(xué)藥劑的使用也面臨著諸多限制和挑戰(zhàn)。長期依賴化學(xué)藥劑可以導(dǎo)致病原菌產(chǎn)生抗藥性，這種抗性的累積使得一些曾經(jīng)高效的藥劑逐漸失效?；瘜W(xué)藥劑的使用可能對環(huán)境造成負面影響，如土壤和水源的污染，以及對非靶標(biāo)生物的潛在危害[3]。更嚴(yán)重的是，化學(xué)殘留可能影響作物的安全性和市場價值。雖然化學(xué)藥劑在短期內(nèi)能有效控制赤霉病，但在長遠的病害管理中，需要更加謹(jǐn)慎地考慮其使用，探索更為可持續(xù)的綜合病害管理策略。

2.2 生物防治策略的應(yīng)用現(xiàn)狀

生物防治作為一種環(huán)保的病害管理策略，近年來越來越受到關(guān)注。這種策略主要利用天敵微生物或其代謝產(chǎn)物來抑制病原菌的生長和傳播。例如，使用拮抗菌株擬南芥噬菌體和特定的真菌（如Trichoderma spp.）可以在根際形成保護屏障，防止病原菌侵入。某些生物制劑含有能夠誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗性的化合物，這些化合物激活植物的防御機制，增強其對赤霉病的抵抗力。然而，生物防治的效果受多種因素影響，包括應(yīng)用的環(huán)境條件、制劑的穩(wěn)定性及與植物宿主的相容性。盡管在實驗室和小規(guī)模田間試驗中展示了良好的控病效果，生物防治在大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用中仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如制劑的大規(guī)模生產(chǎn)、貯存和運輸問題，以及田間應(yīng)用的技術(shù)難題。

2.3 預(yù)防措施和農(nóng)藝管理的作用

預(yù)防措施和農(nóng)藝管理在赤霉病的綜合管理中占有不可或缺的地位。通過調(diào)整種植技術(shù)和農(nóng)田管理實踐，可以顯著減少病害的發(fā)生和傳播。例如，合理的作物輪作和種植密度調(diào)整能夠有效減少病原體的積累和傳播風(fēng)險。選擇抗病品種是另一種有效的預(yù)防措施，通過種植天然具有抗赤霉病特性的小麥品種，可以從根本上降低病害的發(fā)生率。合理的施肥和灌溉管理也對控制赤霉病有著積極影響，適量的氮肥可以增強植株的抗病力，而適宜的灌溉則可以避免田間濕度過高，降低赤霉病的發(fā)生條件。

3 新型化學(xué)藥劑的研發(fā)

3.1 新藥劑的選擇與篩選標(biāo)準(zhǔn)

在赤霉病防治的新型化學(xué)藥劑研發(fā)過程中，選擇標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)謹(jǐn)性直接影響到藥劑的最終效果和應(yīng)用范圍。藥劑的篩選首先基于其抗真菌活性的強度，即其在實驗室條件下對病原菌生長抑制的有效性。藥劑的選擇還需考慮到其作用的特異性，優(yōu)先選擇對赤霉病病原菌有高度選擇性的化合物，以減少對非目標(biāo)生物的影響。藥劑的環(huán)境穩(wěn)定性也是一個重要考慮因素，理想的化學(xué)藥劑應(yīng)在田間條件下保持足夠長的有效期，同時易于在環(huán)境中降解，以避免長期累積造成的環(huán)境污染[4]。另一個關(guān)鍵的篩選標(biāo)準(zhǔn)是藥劑的安全性，包括對人類健康和非目標(biāo)生物的安全性。經(jīng)濟成本也是篩選過程中必須考慮的實際因素，以確保新藥劑的市場競爭力。

3.2 高效藥劑的作用機理

高效化學(xué)藥劑的作用機理通常涉及多個生物化學(xué)路徑，這些機理的研究有助于提高藥劑的針對性和減少副作用。一類常見的作用機理是抑制病原真菌的細胞壁合成，例如，某些β-1，3-葡聚糖合酶抑制劑可以阻斷病原菌細胞壁的主要組成部分葡聚糖的合成，從而抑制其生長和擴散。另一種機制是干擾病原體的呼吸鏈，特定化合物能夠干擾線粒體內(nèi)電子傳遞鏈，使真菌細胞能量代謝受阻。有的藥劑可能通過激活植物內(nèi)的防御機制，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生更多的防御性化學(xué)物質(zhì)，這種免疫原性的激活為植物提供了一個“預(yù)警系統(tǒng)”，增強其抵抗病原菌的能力。了解這些作用機理不僅有助于藥劑的優(yōu)化設(shè)計，還可以為防治策略的選擇提供科學(xué)依據(jù)，實現(xiàn)病害管理的精確化和高效化。

3.3 安全性評估與環(huán)境影響

新型化學(xué)藥劑的開發(fā)不僅要求其在防治病害方面具備高效性，還必須確保對環(huán)境的影響最小化。安全性評估是藥劑研發(fā)過程中的一個不可或缺的環(huán)節(jié)，涉及對藥劑在土壤、水體和生物系統(tǒng)中的行為、穩(wěn)定性和毒性的全面評價。一方面，研究需要確定藥劑在目標(biāo)作物和土壤中的殘留水平。這包括測量藥劑在不同土壤類型中的降解速率和殘留濃度，以評估其在環(huán)境中的持久性及其可能的生物累積性。殘留水平的評估對于確保藥劑在施用后不會在環(huán)境中長期存在、造成潛在的污染風(fēng)險至關(guān)重要；另一方面，對非目標(biāo)生物如土壤微生物、昆蟲和水生生物的毒性測試也是必不可少的。藥劑不僅要有效防治病害，還必須確保不會對生態(tài)系統(tǒng)的正常功能造成破壞；昆蟲和水生生物在生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈中扮演重要角色，藥劑對這些生物的毒性測試可以幫助確定其生態(tài)安全性。

評估過程中還應(yīng)考慮藥劑在光照和溫度變化下的化學(xué)穩(wěn)定性。不同的環(huán)境條件可能影響藥劑的降解速率和化學(xué)穩(wěn)定性。例如，在高溫或強光照條件下，某些藥劑可能會迅速降解，減少其在環(huán)境中的持久性，但也可能產(chǎn)生有害的分解產(chǎn)物。研究需要模擬不同的環(huán)境條件，以預(yù)測藥劑在實際田間應(yīng)用中的行為。

藥劑的安全性評估還應(yīng)包括對人類健康的潛在影響。農(nóng)藥的殘留不僅可能污染土壤和水源，還可能通過食物鏈積累，最終影響人類健康。為此，藥劑的開發(fā)和應(yīng)用過程中必須嚴(yán)格控制其使用量和頻次，確保其殘留在可接受的安全標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

通過這些全面的安全性和環(huán)境影響評估，可以篩選出在有效控制病害的同時，對環(huán)境影響最小的藥劑。這種評估不僅有助于選擇最佳的化學(xué)藥劑，還為制定其合理的施用方案提供了科學(xué)依據(jù)。確保藥劑在實際應(yīng)用中的安全性和環(huán)境友好性，不僅能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益，還能在更大范圍內(nèi)保護環(huán)境和人類健康。

4實驗驗證與應(yīng)用

4.1 實驗設(shè)計與實施

實驗設(shè)計是科學(xué)研究的核心，對于驗證新型化學(xué)藥劑的效果尤為關(guān)鍵。本研究中，實驗設(shè)計遵循了雙盲法，以確保數(shù)據(jù)的客觀性和可靠性。實驗分為兩個主要部分：實驗室測試和田間試驗。實驗室測試首先在控制條件下進行，以評估藥劑對赤霉病病原菌的直接抑制效果。此階段采用的是標(biāo)準(zhǔn)的微量稀釋法，用以確定藥劑的最小抑菌濃度（MIC）。隨后，田間試驗按照隨機區(qū)組設(shè)計進行，選取了不同地理和氣候條件下的多個試驗點，以考察藥劑在不同環(huán)境下的實際效果。每個試驗點設(shè)置3個重復(fù)，包括處理組和對照組，以統(tǒng)計學(xué)方法分析數(shù)據(jù)的顯著性。實驗還特別注意了環(huán)境因素的控制和監(jiān)測，如土壤類型、濕度、溫度等，以評估這些因素對藥劑效果的潛在影響。

4.2 藥劑效果的田間評估

在本研究中，田間評估主要通過比較處理組和對照組的赤霉病發(fā)病率和病害程度來進行。藥劑的施用量和方法嚴(yán)格按照實驗設(shè)計執(zhí)行，以模擬實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用場景。在整個生長季節(jié)中，定期監(jiān)測小麥的健康狀態(tài)和赤霉病的發(fā)展情況，數(shù)據(jù)收集包括病斑大小、受感染植株的比例以及產(chǎn)量損失等指標(biāo)。評估過程還綜合考慮了氣候變化和環(huán)境因素對藥劑效果的影響。統(tǒng)計分析采用方差分析和回歸模型，以確定藥劑效果的顯著性和可靠性。田間評估的結(jié)果顯示，新型化學(xué)藥劑在多數(shù)試驗點上能顯著減少赤霉病的發(fā)病率，表明其具有良好的市場應(yīng)用潛力。

4.3 新藥劑的推廣和應(yīng)用前景

新型化學(xué)藥劑的推廣和應(yīng)用前景取決于其實際效果、經(jīng)濟成本和市場接受度。研究結(jié)果表明，該藥劑不僅在控制赤霉病方面效果顯著，而且具有較低的環(huán)境影響和良好的作物安全性，這些特性使其在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用潛力。為了推廣新藥劑，研究團隊與農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣部門合作，舉辦了一系列的培訓(xùn)和示范活動，向農(nóng)民介紹藥劑的正確使用方法和潛在好處[5]。同時，通過與農(nóng)業(yè)化學(xué)品生產(chǎn)商的合作，優(yōu)化生產(chǎn)流程和成本控制，確保藥劑的價格競爭力。展望未來，新藥劑的進一步開發(fā)將集中在提高其環(huán)境適應(yīng)性和針對性，以及開發(fā)與之配套的施用設(shè)備和技術(shù)。為了更好地滿足市場需求，研究也將繼續(xù)關(guān)注藥劑對環(huán)境友好性的提升，以及對非目標(biāo)生物影響的進一步降低。通過這些持續(xù)的努力，預(yù)期新藥劑將在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，為保護糧食安全和促進可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展做出重要貢獻。

5結(jié)語

本研究對小麥赤霉病的致害規(guī)律進行了系統(tǒng)的分析，并基于此開發(fā)了新型化學(xué)藥劑進行防治。通過深入探討赤霉病的病原菌侵染過程、生物學(xué)循環(huán)及其與環(huán)境因素的關(guān)系，我們初步揭示了赤霉病的侵染機理和病害發(fā)展過程。這些發(fā)現(xiàn)為新藥劑的研發(fā)提供了堅實的理論基礎(chǔ)。

在研發(fā)過程中，我們通過實驗室篩選和田間測試，識別并驗證了幾種在防治赤霉病方面顯示出優(yōu)越效果的化學(xué)藥劑。實驗室篩選采用了標(biāo)準(zhǔn)的微量稀釋法和病原菌抑制試驗，確定了藥劑的最小抑菌濃度（MIC）。田間測試則在不同地理和氣候條件下進行，通過隨機區(qū)組設(shè)計和雙盲法，確保了數(shù)據(jù)的客觀性和可靠性。結(jié)果表明，這些新型藥劑在控制赤霉病方面效果顯著，能夠有效減少病害的發(fā)生和傳播。

新藥劑的開發(fā)不僅注重防治效果，還充分考慮了作用機理的多樣性和作物安全性。我們選擇了多種作用路徑，包括抑制病原菌的細胞壁合成、干擾其能量代謝以及激活植物自身的防御機制。這種多樣化的作用機理不僅提高了藥劑的防治效率，還有效減少了病原菌產(chǎn)生抗藥性的風(fēng)險。此外，我們嚴(yán)格評估了藥劑在土壤和作物中的殘留水平、對非目標(biāo)生物的毒性以及環(huán)境穩(wěn)定性，確保這些藥劑在實際應(yīng)用中對環(huán)境的影響最小化，符合環(huán)保要求。

未來的工作應(yīng)繼續(xù)優(yōu)化藥劑的配方和施用策略，以提高其在不同環(huán)境條件下的適應(yīng)性和效果。還應(yīng)加強對赤霉病防治新技術(shù)的推廣教育，通過科普宣傳和技術(shù)培訓(xùn)，提升農(nóng)民對赤霉病及其防治方法的認識，推動小麥生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。綜合考慮防治效果、環(huán)境影響和經(jīng)濟成本，我們相信新型化學(xué)藥劑將在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，為保障糧食安全和促進可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展做出重要貢獻。

參考文獻：

[1]李學(xué)軍，劉媛媛，沈新磊.小麥赤霉病發(fā)病癥狀及防治措施[J].河南農(nóng)業(yè)，2023（1）：27.

[2]李冬芹.無人機精準(zhǔn)施藥在小麥赤霉病防治中的應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2023，43（29）：58-59.

[3]張紅星，黃龍兵，張紅葉，等.小麥赤霉病化學(xué)防治試驗[J].農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2023，43（4）：21-22.

[4]戴艷麗.淺談小麥赤霉病流行特點及防控對策[J].河北農(nóng)業(yè)，2023（1）：74-75.

[5]耿淑清.小麥赤霉病發(fā)病因素及防病措施[J].智慧農(nóng)業(yè)導(dǎo)刊，2022，2（3）：71-73.